Die Erfindung betrifft eine Ventilkartusche, mit einem Kopfstück, das von einer Spindel mittig durchsetzt ist, die in dem Kopfstück drehbar und axial verschieb- bar gehalten ist und die eine axiale Durchbohrung zum Durchtritt von Wasser aufweist, wobei durch die Spindel ein Ventil betätigbar ist, durch das der Durch- fluss durch die Durchbohrung steuerbar ist.

Mit Hilfe von Ventiloberteilen wird der Austritt von Medien aus Armaturen ge- steuert. Für diesen Zweck wird das Ventiloberteil mittels seines Kopfstücks in das Gehäuse einer Armatur geschraubt. Die Spindel wird mit einem Hebel ver- bunden, über den sie drehbar ist. Bei bekannten Ventiloberteilen (vgl. DE 32 07 895 C2, DE 36 38 180 C2, DE 87 15 044 U1 ) sind jeweils zwei Scheiben zur Steuerung des Durchflusses vorgesehen. Die Scheiben sind aus keramischem Material hergestellt. Eine der beiden Scheiben - Steuerscheibe - ist mit Hilfe eines mit der Spindel in Verbindung stehenden Mitnehmers drehbar in dem Ventiloberteil angeordnet. Die andere Scheibe - Einlassscheibe - ist eine feste Ventilsitzscheibe, auch als Festscheibe bezeichnet. Bei Drehung der Steuer- scheibe gleiten die Scheiben aneinander.

Mit Durchgangsventilarmaturen ist der Durchfluss von Wasser steuerbar. In der DE 101 30 955 A1 ist ein Durchgangsventil beschrieben, mit einem Gehäuse, das einen Wasserzulaufanschluss und einen Wasserablaufanschluss aufweist. Senkrecht zu dem Wasserdurchgangsbereich ist ein Ventilstößel angeordnet, der über eine Betätigungseinrichtung in den Wasserdurchgangsbereich hinein- bewegbar ist, wodurch der Wasserdurchfluss steuerbar ist. Ein weiteres Durch- gangsventil ist in der DE 83 07 769 U1 beschrieben. Hier ist der Ventilkörper durch ein drehbares scheibenförmiges Steuerelement gebildet, das in dem Wasserdurchgangsbereich angeordnet ist und gegenüber zwei feststehender Scheiben drehbeweglich angeordnet ist.

Nachteilig an den vorbekannten Durchgangsventilen ist, dass diese aufwendig ausgebildet sind und einen erheblichen Bauraum beanspruchen. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilkartusche bereitzustellen, die eine bauraumminimierte Ge- staltung einer Durchgangsventilarmatur ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Ventilkartusche mit den Merkmalen des Patentan- spruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung ist eine Ventilkartusche bereitgestellt, die eine bauraummini- mierte Gestaltung einer Durchgangsventilarmatur ermöglicht. Dadurch, dass die Spindel eine axiale Bohrung zum Wasserdurchtritt aufweist und in dem Kopf- stück drehbar und axial verschiebbar gehalten ist, ist eine sehr kompakte Ge- staltung der Ventilkartusche erzielbar, da das Kopfstück insbesondere keine vielfachen Absätze zur axialen Fixierung der Spindel aufweist, wodurch der Au- ßendurchmesser des Kopfstücks minimiert ist. Zugleich kann der Durchmesser der Durchbohrung für den Wasserdurchfluss maximiert werden. Die axiale Fi- xierung der Spindel kann im Zuge der Integration in die Durchgangsventilarma- tur durch einen hier vorgesehenen Anschlag erfolgen.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Spindel außerhalb des Kopfstücks ei- nen Kopplungsabschnitt mit unrundem, bevorzugt polygonen Querschnitt auf. Hierdurch ist eine bauraumminimierte Kopplung mit einem Bedienteil innerhalb einer Durchgangsventilarmatur ermöglicht.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Kopfstück einen integrierten Ventilsitz auf, auf dem das Ventil zur Anlage kommt. Hierdurch ist eine kompakte Ventila- nordnung ermöglicht. Bevorzugt ist das Ventil durch eine Steuerscheibe und eine an dieser anliegenden, drehfest in dem Kopfstück gehaltenen Einlass- scheibe gebildet. Dabei ist vorteilhaft zwischen der Einlassscheibe und dem Ventilsitz eine Dichtung angeordnet, die bevorzugt als Lippendichtung ausge- bildet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Kopfstück innen einen Ab- schnitt mit sich in Richtung der Spindel konisch verengenden Innendurchmes- ser auf, durch den der Ventilsitz gebildet ist. Hierdurch ist eine gezielte Führung des Wasserstroms auf den Durchgangbereich der Durchgangsscheibe bewirkt, wobei zugleich eine sehr kompakte Integration eines Ventilsitzes erzielt ist.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Spindel endseitig wenigstens einen Mitnehmerzapfen auf, über den sie formschlüssig mit der Steuerscheibe ver- bunden ist. Hierdurch ist eine kompakte drehfeste Verbindung zwischen Spindel und Steuerscheibe erzielt.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Kopfstück an seinem der Spindel zu- gewandten Ende wenigstens eine Positioniernase auf. Hierdurch ist eine einfa- che, lagegerechte Montage der Ventilkartusche durch Eingriff der wenigstens einen Positioniernase in eine in einer Armatur angeordnete Positionierausneh- mung ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann auch wenigstens eine Positio- niernase an dem der Spindel abgewandten Ende des Kopfstücks angeordnet sein.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine bauraumminimierte Durchgangsventilarmatur bereitzustellen. Gemäß der Erfindung wird diese Auf- gabe durch eine Armatur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Dadurch, dass in die Armatur eine Kartusche der vorstehenden Art eingebracht ist, wobei die Spindel mit ihrem freien Ende an einem in der Armatur angeord- neten Anschlag anliegt, wodurch sie axial fixiert ist, ist eine sehr kompakte Aus- führung des Armaturgehäuses ermöglicht. Die Spindel kann hierbei direkt oder indirekt, beispielsweise über eine Dicht- oder Gleitscheibe, an dem Anschlag anliegen.

Bevorzugt ist ein Betätigungsteil angeordnet, das formschlüssig mit dem Kopp- lungsabschnitt verbunden ist. Dabei kann das Betätigungsteil durch einen ver- schwenkbaren Hebel oder einen motorischen Antrieb gebildet sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist der motorische Antrieb durch einen Elektro- motor gebildet, der über ein Kegelradgetriebe mit dem Kopplungsabschnitt ver- bunden ist. Hierdurch ist eine kompakte Anbindung des Elektromotors an die Spindel ermöglicht. Der Motor kann hierzu senkrecht zur Spindel angeordnet sein. Vorteilhaft ist das Kegelrad des Kegelradgetriebes ringförmig ausgebildet und weist eine Innenkontur auf, die der Außenkontur des Kopplungsabschnitts entspricht, auf die es aufgeschoben ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Kegelrad durch ein Ringteil gebildet ist, an dem ein Kegelradsegment angeformt, das heißt einteilig angeordnet ist. Hierdurch ist eine kompakte Bauweise erzielt. Der kegelförmige Vorsprung des Kegelrades ist lediglich soweit um das Ringteil geführt, wie es für die maximale Verdrehung der Spindel notwendig ist. Vorzugsweise umspannt der kegelförmi- ge Vorsprung des Kegelradsegments einen Winkel von zwischen 100 ° und 130° des Ringteils.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind ein Wasserzulaufanschluss und ein Wasserablaufanschluss angeordnet, die zueinander fluchten und zwischen denen die Ventilkartusche angeordnet ist. Hierdurch ist eine kompakte Bauwei- se der Armatur erzielt.

Andere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zei- gen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Ventilkartusche a) teilweise in Ansicht, teilweise im Axialschnitt; b) in der Draufsicht

Fig. 2 die Darstellung des Kopfstücks der Ventilkartusche aus Figur 1 a) teilweise in Ansicht, teilweise im Axialschnitt; b) in der Draufsicht;

Fig. 3 die Darstellung der Spindel der Ventilkartusche aus Figur 1 a) teilweise in Ansicht, teilweise im Axialschnitt; b) in der Ansicht von unten; c) in Schnittdarstellung A-A; Fig. 4 die Darstellung der Einlassscheibe der Ventilkartusche aus Figur 1 a) In der Draufsicht; b) in der Ansicht von unten; c) in der Seitenansicht; d) im Schnitt A-B;

Fig. 5 die Darstellung der Steuerscheibe der Ventilkartusche aus Figur 1 a) in der Draufsicht; b) in der Ansicht von unten; c) in der Seitenansicht; d) im Schnitt A-A;

Fig. 6 die Darstellung der Lippendichtung der Ventilkartusche aus Figur

1 und

Fig. 7 die schematische Darstellung einer Durchgangsventilarmatur a) im Längsschnitt; b) im Schnitt A-A.

Die als Ausführungsbeispiel gewählte Ventilkartusche weist ein Kopfstück 1 auf, das von einer in ihm radial geführten Spindel 2 mittig durchsetzt ist. Über Spin- del 2 ist ein Ventil betätigbar, das mit einem in dem Kopfstück 1 angeordneten Ventilsitz 16 zur Anlage kommt. Das Ventil ist im Ausführungsbeispiel von einer Steuerscheibe 3 und einer Einlassscheibe 4 gebildet. Die Steuerscheibe 3 ist mit der Spindel 2 formschlüssig verbunden und in dem Kopfstück 1 radial ge- führt. An ihrer der Spindel 2 abgewandten Seite der Steuerscheibe 3 ist die Ein- lassscheibe 4 in dem Kopfstück 1 angeordnet, an die sich eine Lippendichtung 5 anschließt, die mit dem Ventilsitz 16 des Kopfstücks 1 zur Anlage kommt. Die Steuerscheibe 3 liegt dichtend auf der Einlassscheibe 4 auf. Im Ausführungs- beispiel sind die Steuerscheibe 3 und die Einlassscheibe 4 als Keramikschei- ben ausgebildet.

Das Kopfstück 1 ist im Ausführungsbeispiel als Messingdrehteil ausgebildet und besteht aus einem zylinderförmigen Hohlkörper, in dessen Außenmantelfläche eine Nut 11 zur Aufnahme eines O-Rings 9 eingebracht ist. An seiner der Nut 11 gegenüberliegenden Stirnseite sind diametral gegenüberliegend zwei Positi- oniernasen 13 angeordnet. In Höhe der Nut 11 ist innen ein durchmesserredu- zierter Abschnitt 14 mit sich in Richtung der Positioniernasen konisch veren- gendem Innendurchmesser angeordnet, der in eine zylindrische Durchführung 15 übergeht. Der durchmesserreduzierte Abschnitt 14 weist eine ringförmige Fläche auf, die den Ventilsitz 16 ausbildet. Beabstandet zu dem Ventilsitz 16 ist in die Innenmantelfläche des Kopfstücks eine Nut 17 zur Aufnahme der Lippen- dichtung 5 eingebracht. Auf seiner den Positioniernasen 13 zugewandten Seite weist das Kopfstück 1 innen weiterhin eine Ringnut 18 auf, durch die ein Absatz 19 zur Auflage das Bundes 23 der Spindel 2 im Zuge der Integration in eine Durchgangsventilarmatur gebildet ist. Darüber hinaus sind innen diametral ge- genüberliegend zwei Axialnuten 12 angeordnet, die sich von dem Absatz 19 bis zu der Nut 17 erstrecken. Die Axialnuten 12 nehmen die Nasen 41 der Einlass- scheibe 4 auf, wodurch diese drehfest in dem Kopfstück 1 gehalten ist.

Die Spindel 2 ist als im Wesentlichen zylindrisches Messingdrehteil ausgeführt und weist zentrisch eine axiale Durchbohrung 21 für den Wasserdurchtritt auf. Endseitig sind an die Spindel diametral gegenüberliegend zwei Mitnehmerzap- fen 22 zur formschlüssigen Verbindung mit der Steuerscheibe 3 angeordnet. An die Mitnehmerzapfen 22 schließt sich ein umlaufender Bund 23 an, in den eine Dichtungsnut 24 zur Aufnahme eines O-Rings 91 eingebracht ist. Über den O- Ring 91 ist die Spindel 21 gegenüber den Kopfstück 1 abgedichtet. Beab- standet zu dem Bund 23 ist an die Außenmantelfläche der Spindel 2 umlaufend ein Kopplungsabschnitt 25 angeformt, der in Form eines unregelmäßigen Sechskants ausgebildet ist. Auf ihrer den Mitnehmerzapfen 22 gegenüberlie- genden Stirnseite ist ein umlaufender Ringsteg 26 angeordnet, der eine Gleit- scheibe 92 aufnimmt. Beabstandet zu dem Ringsteg 26 ist in die Spindel eine Dichtungsnut 27 zur Aufnahme eines weiteren O-Rings 93 eingebracht. Die Spindel 2 ist in dem Kopfstück 1 drehbar, jedoch axial verschiebbar angeordnet. Die Steuerscheibe 3 hat eine im Wesentlichen tonnenförmige Ausbildung, aus der zwei sich gegenüberliegende Kreisausschnitte 31 ausgenommen sind. Die Kreisausschnitte 31 weisen im Ausführungsbeispiel einen Winkel von ca. 90° auf. Auf ihrer der Spindel 2 zugewandten Seite weist die Steuerscheibe 3 einen ringförmigen Ansatz 32 auf. Der ringförmige Ansatz 32 umfasst in montiertem Zustand die Mitnehmerzapfen 22 der Spindel 2. Am Fuß des Ansatzes 32 sind Ausnehmungen 33 ausgebildet, in die jeweils einen Mitnehmerzapfen 22 fasst. Auf ihrer der Spindel 2 abgewandten Stirnseite ist in der Steuerscheibe 3 eine Vertiefung 34 eingebracht.

Die Einlassscheibe 4 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und weist auf ihrem Umfang zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Nasen 41 auf. Mit den Nasen 41 fasst die Einlassscheibe 4 in die Axialnuten 12, die hierzu innen in dem Kopfstücks 1 angeordnet sind, wodurch die Einlassscheibe 4 in dem Kopfstück 1 drehfest gehalten ist. Die Einlassscheibe 4 liegt auf der Lippe 52 der Lippendichtung 5 auf und weist sektorförmige Durchtrittsöffnungen 42 auf. Im Ausführungsbeispiel sind zwei sich diametral gegenüberliegende Durch- trittsöffnungen 42 angeordnet.

Die Lippendichtung 5 ist im Ausführungsbeispiel aus Gummi ausgebildet und umfasst ein Ringstück 51 , an dem auf seiner der Einlassscheibe 4 zugewand- ten Stirnseite eine Lippe 52 angeformt ist. Die Lippe 52 hat im Querschnitt eine im Wesentlichen trapezförmige Ausbildung. Die Lippe 52 ist unter einem Winkel zur Horizontalen angeordnet. Die Außenfläche der Lippe 52 liegt an der Ein- lassscheibe 4 dichtend an. Das Ringstück 51 ist außen mit einem Bund 53 ver- sehen, der in die Nut des 17 des Kopfstücks 1 eingreift. Innen ist an dem Mittel- stück 51 eine Wulst 54 ausgebildet. Die Außenseite der Wulst 54 liegt plan auf dem Ventilsitz 16 des durchmesserreduzierten Abschnitts 14 auf.

In Figur 7 ist ein Armaturengehäuse 6 dargestellt, mit einem Wasserdurchlauf- kanal, in den eine erfindungsgemäße Ventilkartusche eingesetzt ist. Das Arma- turengehäuse 6 umfasst einen Wasserzulaufabschnitt 61 und einen Wasser- auslaufabschnitt 62, durch die der Wasserdurchlaufkanal geführt ist, sowie ei- nen Antriebsabschnitt 63.

Der Wasserzulaufabschnitt 61 weist eine zylinderförmige Kartuschenaufnahme 611 auf, die durch einen innendurchmesserreduzierten Abschnitt 612 begrenzt ist, durch den ein Anschlag 613 gebildet ist. In dem Anschlag 613 sind diamet- ral gegenüberliegend zwei Positionierausnehmungen 614 eingebracht. Endsei- tig weist der Wasserzulaufabschnitt 61 außen ein Außengewinde 615 zum An- schluss einer Wasserzulaufleitung auf.

Der Wasserauslaufabschnitt 62 umfasst eine Stufenbohrung 621 , die einen ers- ten zylindrischen Abschnitt 622 aufweist, an den sich ein zweiter zylindrischer, innendurchmesserreduzierter Abschnitt 623 anschließt, der in einen konisch zulaufenden Abschnitt 624 übergeht, der in einen dritten zylindrischen Abschnitt 625 mündet, an den sich ein vierter zylindrischer, durchmessererweiterter Ab- schnitt 626 anschließt, durch den eine ringförmige Anlagefläche 627 gebildet ist. Endseitig weist der Wasserablaufabschnitt 62 außen ein Außengewinde 628 zum Anschluss einer Wasserablaufleitung auf.

Der Antriebsabschnitt 63 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mün- det in einen Getrieberaum 64, der einen Durchgang 641 aufweist, der zwischen dem Wasserzulaufabschnitt 61 und dem Wasserauslaufabschnitt 62 mündet. Weiterhin ist in dem Antriebsabschnitt 63 eine Messbohrung 631 angeordnet, die in dem zweiten Abschnitt 623 der Stufenbohrung 621 mündet.

Die Ventilkartusche ist in die Kartuschenaufnahme 611 eingebracht, wobei das Kopfstück 1 an dem Anschlag 613 anliegt. Die beiden Positioniernasen 13 des Kopfstücks 1 greifen dabei in die Positionierausnehmungen 614 ein, wodurch ein lagerichtiger Einbau gewährleistet ist. Das Kopfstück ist über den O-Ring 9 gegenüber der Kartuschenaufnahme 611 abgedichtet. Die Spindel 2 der Ventil- kartusche ragt durch den innendurchmesserreduzierten Abschnitt 612 hindurch. Auf dem Kopplungsabschnitt 25 ist ein Kegelrad 71 eines Kegelradgetriebes 7 aufgebracht, das im Ausführungsbeispiel aus einem hohlzylinderförmigen Ring- teil 711 gebildet ist, an dem außen ein Kegelradsegment 712 angeordnet ist.

Das Kegelradsegment 712 umspannt einen Winkel von 110° des Ringteils 711. Je nach maximalem gewünschten Drehwinkel der Spindel 2 kann das Kegel- radsegment 712 auch einen geringeren oder einen größeren Winkel des Ring- teils 711 umspannen. Das Ringteil 711 weist eine Innenkontur eines unregel- mäßigen Sechskants auf, die mit der Außenkontur des Kopplungsabschnitts 25 korrespondiert, auf der es angeordnet ist. Das Kegelrad 71 ist so formschlüssig mit der Spindel verbunden, wobei das Kegelrad 71 mit seinem Kegelradseg- ment 712 in den Durchgang 641 hineinragt.

Kopfseitig liegt die Spindel 2 über die Gleitscheibe 92 an der Anlagefläche 627 des Wasserablaufabschnitts 62 an. Radial ist die Spindel 2 gegenüber dem vierten zylindrischen Abschnitt 626 der Stufenbohrung 621 über den in der Dichtungsnut 27 angeordneten O-Ring 93 abgedichtet.

In dem Antriebsabschnitt 63 ist ein Elektromotor 8 angeordnet, dessen An- triebswelle 81 in den Getrieberaum 64 hineinragt. Auf die Antriebswelle 81 ist ein Kegelritzel 72 aufgebracht, das mit dem Kegelradsegment 712 des Kegel- rades 71 im Eingriff ist. Zur Regelung des durch den Wasserablaufabschnitt 62 fließenden Wasserstroms ist eine - nicht dargestellte - Steuer- und Regelein- richtung angeordnet, die mit einem in die Messbohrung 631 eingebrachten Sensor, vorzugsweise einem Strömungs- und/oder Temperatursensor verbun- den ist und über die der Elektromotor 8 ansteuerbar ist.